збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2024, том 22, випуск 2
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2024

 / 

том 22 / 

випуск 2

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

В.В. ЗАІКА, Н.К. ШВАЧКО, В.Л. КАРБІВСЬКИЙ, В.Х. КАСІЯНЕНКО, І.В. СУХЕНКО, А.П. СОРОКА

Наноструктуровані тонкі плівки ZnO, одержані методом радіочастотного магнетронного осадження
229–238 (2024)

PACS numbers: 68.37.Hk, 77.55.hf, 78.20.Ci, 78.66.Nk, 79.60.Bm, 81.15.Cd, 82.80.Pv

Метод радіочастотного магнетронного нанесення використано для одержання наноструктурованих тонких плівок ZnO. Для оцінки товщини плівки та дослідження морфології її поверхні був використаний метод сканувальної електронної мікроскопії. Спостерігається однорідна морфологія поверхні без явних сторонніх включень; також оцінено товщину плівки, яка лежить в діяпазоні 267–272 нм. Одержані плівки, характеризуються розвиненою наноповерхнею з утворенням кластерів майже сферичної форми та їхнім середнім діяметром приблизно від 25 до 40 нм. Було встановлено, що плівки з товщиною близько 270,0 нм мають гарну прозорість у видимому діяпазоні зі значеннями від 60% до 85%. Методом Таука одержано значення ширини забороненої зони, що складає 3,31 еВ. Методом рентґенівської фотоелектронної спектроскопії (РФС) було встановлено збільшення енергії зв’язку Zn2p- та Zn3d-рівнів у плівці у порівнянні з порошком ZnO, що свідчить про відтік електронної густини від йонів Цинку. Встановлено зміну співвідношення кількости атомів Оксиґену до кількости атомів Цинку на поверхні та в об’ємі плівки методом РФС. РФС-спектри Оксиґену було розкладено на 3 компоненти, перша з яких відповідає йонам O2- у матриці ZnO, друга — йонам O2- в реґіонах з дефіцитом Оксиґену, і третя — за адсорбовані види Оксиґену та гідроксильні групи на поверхні плівки. Із одержаних спектрів валентної зони було встановлено, що дно валентної зони складається переважно з 3d-станів Цинку, а стеля валентної зони зумовлюється гібридизованими O2p- та Zn4s-станами

КЛЮЧОВІ СЛОВА: магнетронне напорошення, тонкі плівки ZnO, РФС, СЕМ, валентна зона, заборонена зона


REFERENCES
  1. H. Liu, F. Zeng, Y. Lin, G. Wang, and F. Pan, Appl. Phys. Lett., 102, No. 18: 181908 (2013); https://doi.org/10.1063/1.4804613
  2. C. Tian, X. Chen, J. Ni, J. Liu, D. Zhang, Q. Huang, and X. Zhang, Solar Energy Materials and Solar Cells, 125: 59 (2014); doi:10.1016/j.solmat.2014.02.028
  3. B. Mehmood, M. I. Khan, M. Iqbal, A. Mahmood, and W. Al?Masry, Int. J. Energ. Res., 45, No. 2: 2445 (2020); https://doi.org/10.1002/er.5939
  4. L. Znaidi, Mater. Sci. Eng. B-Adv., 174, Nos. 1–3: 18 (2010); https://doi.org/10.1016/j.mseb.2010.07.001
  5. S. Shrikant, M. Paolo, O. Takafumi, Sh. Junichiro, N. Janne-Petteri, K. Maarit, M. Koji, L. Chaoyang, K. Toshiyuki, I. Ataru, and M.-L. Leopoldo, Thin Solid Films, 685: 180 (2019); https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.06.010
  6. A. K. Ambedkar, M. Singh, V. Kumar, S. Kumar, B. Singh, A. Kumar, and Y. Gautam, Surf. and Inter., 19: 100504 (2020); https://doi.org/10.1016/j.surfin.2020.100504
  7. Z. A. Wang, J. B. Chu, H. B. Zhu, Z. Sun, Y. W. Chen, and S. M. Huang, Solid Stat. Electron., 53, No. 11: 1149 (2009); https://doi.org/10.1016/j.sse.2009.07.006
  8. S. Sharma, S. Vyas, C. Periasamy, and P. Chakrabarti, Superlattice Microst., 75: 378 (2014); https://doi.org/10.1016/j.spmi.2014.07.032
  9. M. Loeza-Poot, R. Mis-Fern?ndez, I. Rimmaudo, E. Camacho-Espinosa, and J. L. Pe?a, Mat. Sci. Semicon. Proc., 104: 104646 (2019); https://doi.org/10.1016/j.mssp.2019.104646
  10. R. Al-Gaashani, S. Radiman, A. R. Daud, N. Tabet, and Y. Al-Douri, Ceram. Int., 39, No. 3: 2283 (2013); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.08.075
  11. D. K. Kim and H. B. Kim, J. Alloy Compd., 509, No. 2: 421 (2011); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.09.047
  12. V. P. Singh and Ch. Rath, RSC Adv., 5, No. 55: 44390 (2015); https://doi.org/10.1039/C5RA04767F
  13. NIST X-Ray Photoelectron Spectroscopy Database. NIST Standard Reference Database Number 20 (Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology: 2000), 20899; https://dx.doi.org/10.18434/T4T88K
  14. A. G. Joshi, S. Sahai, N. Gandhi, Y. G. R. Krishna, and D. Haranath, Appl. Phys. Lett., 96, No. 12: 123102 (2010); https://doi.org/10.1063/1.3354025
  15. N. Ikeo, Y. Iijima, N. Niimura, M. Sigematsu, T. Tazawa et al., Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy (Tokyo: JEOL Ltd: 1991).
  16. J. Tauc, Materials Research Bulletin, 3, Iss. 1: 37 (1968); https://doi.org/10.1016/0025-5408(68)90023-8
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2024 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної Академії наук України.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача